111 简谐运动Word格式.docx
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1.下列说法正确的是( )
A.弹簧振子的运动是简谐运动
B.简谐运动是机械运动中最简单、最基本的一种运动
C.简谐运动中位移的方向总是指向平衡位置
D.简谐运动中位移方向总与速度方向相反
2.关于简谐运动,下列说法正确的是( )
A.简谐运动一定是水平方向的运动
B.所有的振动都可以看作是简谐运动
C.物体做简谐运动时一定可以得到正弦曲线形的轨迹线
D.只要振动图象是正弦曲线,物体一定做简谐运动
知识点二 简谐运动的位移和速度
3.一水平弹簧振子做简谐运动,则下列说法中正确的是( )
A.若位移为负值,则速度一定为正值
B.振子通过平衡位置时,速度为零
C.振子每次通过平衡位置时,速度一定相同
D.振子每次通过同一位置时,其速度不一定相同
4.如图1所示的弹簧振子,O点为它的平衡位置,当振子从A点运动到C点时,振子离开平衡位置的位移是( )
图1
A.大小为OC,方向向左
B.大小为OC,方向向右
C.大小为AC,方向向左
D.大小为AC,方向向右
知识点三 简谐运动的图象
5.如
图2
图2所示是表示一质点做简谐运动的图象,下列说法正确的是( )
A.t1时刻振子正通过平衡位置向上正方向运动
B.t2时刻振子的位移最大
C.t3时刻振子正通过平衡位置向上正方向运动
D.该图象是从平衡位置计时画出的
6.如图3所示是某质点做简谐运动的振动图象,根据图象中的信息,回答下列问题:
图3
(1)质点离开平衡位置的最大距离是多少?
(2)在1.5s和2.5s两个时刻,质点向哪个方向运动?
(3)质点在第2秒末的位移是多少?
在前4秒内的路程是多少?
方法技巧练
根据图象判断物体运动情况的技巧
7.如图4所示为质点P在0~4s内的振动图象,下列叙述正确的是( )
图4
A.再过1s,该质点的位移是正向最大
B.再过1s,该质点的速度方向向上
C.再过1s,该质点运动到平衡位置
D.再过1s,该质点的速度为零
8.如图
图5
5所示为一弹簧振子的振动图象,如果振子的质量为0.2kg,求:
(1)从计时开始经过多少时间位移第一次达到最大;
(2)从第2s末到第3s末这段时间内弹簧振子的加速度、速度、位移各是怎样变化的.
1.下列运动中属于机械振动的是( )
A.小鸟飞走后树枝的运动
B.爆炸声引起窗子上玻璃的运动
C.匀速圆周运动
D.竖直向上抛出物体的运动
2.做简谐运动的弹簧振子在某段时间内速度越来越大,则这段时间内( )
A.振子的位移越来越大
B.振子正向平衡位置运动
C.振子速度与位移同向
D.振子速度与位移方向相反
3.关于简谐运动的振动图象,下列说法中正确的是( )
A.表示质点振动的轨迹是正弦或余弦曲线
B.由图象可判断任一时刻质点相对平衡位置的位移方向
C.表示质点的位移随时间变化的规律
D.由图象可判断任一时刻质点的速度方向
4.如图6所示是某振子做简谐运动的图象,以下说法中正确的是( )
图6
A.因为振动图象可由实验直接得到,所以图象就是振子实际运动的轨迹
B.振动图象反映的是振子位移随时间变化的规律,并不是振子运动的实际轨迹
C.振子在B位置的位移就是曲线BC的长度
D.振子运动到B点时的速度方向即为该点的切线方向
图7
5.如图7是用频闪照相的方法获得的弹簧振子的位移—时间图象,下列有关该图象的说法正确的是( )
A.该图象的坐标原点建立在弹簧振子的平衡位置
B.从图象可以看出小球在振动过程中是沿t轴方向移动的
C.为了显示小球在不同时刻偏离平衡位置的位移,可让底片沿垂直x轴方向匀速运动
D.图象中小球的疏密显示出相同时间内小球位置变化的快慢不同
6.如图8所示为弹簧振子的振动图象,关于振子的振动,下列描述正确的是( )
图8
A.振子沿如图所示的曲线运动
B.图象描述的是振子的位移随时间变化的规律
C.从0.5s到1.5s内振子先加速运动后减速运动
D.从1s到2s内振子先减速运动后加速运动
7.如图9所示为某质点在0~4s内的振动图象,则( )
图9
A.质点在3s末的位移为2m
B.质点在4s末的位移为8m
C.质点在4s内的路程为8m
D.质点在4s内的路程为零
8.在水平方向上做简谐运动的质点,其振动图象如图10所示.假设向右的方向为正方向,则物体的位移向左且速度向右的时间段是( )
图10
A.0s到1s内
B.1s到2s内
C.2s到3s内
D.3s到4s内
9.一个质点做简谐运动,它的振动图象如图11所示,则( )
图11
A.图中的曲线部分是质点的运动轨迹
B.有向线段OA是质点在t1时间内的位移
C.有向线段OA在x轴的投影是质点在t1时刻的位移
D.有向线段OA的斜率是质点在t1时刻的瞬时速率
10.如图12所示是质点做简谐运动的图象.由此可知( )
图12
A.t=0时,质点位移、速度均为零
B.t=1s时,质点位移最大,速度为零
C.t=2s时,质点位移为零,速度沿负向最大
D.t=4s时,质点停止运动
11.一弹簧振子沿x轴振动,振幅为4cm,振子的平衡位置位于x轴上的O点.图13甲中的a、b、c、d为四个不同的振动状态:
黑点表示振子的位置,黑点上的箭头表示运动的方向.图乙给出的①②③④四条振动图线,可用于表示振子的振动图象的是( )
甲
乙
图13
A.若规定状态a时t=0,则图象为①
B.若规定状态b时t=0,则图象为②
C.若规定状态c时t=0,则图象为③
D.若规定状态d时t=0,则图象为④
题号
1
2
3
4
5
6
答案
7
8
9
10
11
12.如图14所示,弹簧振子在BC两点间振动,O为BC的中点,取向右为正方向,由振
动图象可知,t=0.1s时,振子的位置在点________,此后经过________s,振子第一次
到达C点.
图14
13.一个质点经过平衡位置O,在A、B两点间做简谐运动如图15甲,它的振动图象如
图乙所示,设向右为正方向,则
图15
(1)OB=________cm;
(2)第0.2s末,质点的速度方向向________.
(3)0.7s末,质点位置在________点与________点之间;
(4)质点从O点运动到B点再运动到A点所需时间t=________s.
14.如图16所示,简谐运动的图象上有a、b、c、d、e、f六个点,其中
图16
(1)与a位移相同的点有哪些?
(2)与a速度相同的点有哪些?
(3)b点离开平衡位置的最大距离有多大?
课时作业答案解析
课前预习练
1.静止 往复 振动
2.平衡位置 它的振动 右边 左边
3.正弦 振动 简谐运动
4.D [由水平弹簧振子的运动,可以看出振子的加速度时刻变化,所以为非匀变速直线运动.]
5.AD [以水平弹簧振子为例,当位移最大时,受到的弹簧弹力最大,此弹力产生加速度,故加速度最大,A正确;
当位移最小时,受到的弹簧弹力为零,加速度最小,B错误;
在振动过程中机械能守恒,位移最大时弹性势能最大,动能最小(为零),速度最小,C错误;
同理可知,D正确.]
课堂探究练
1.A [通过本节学习易知弹簧振子的运动是简谐运动.简谐运动有许多种,如水中浮标上下微小的浮动、后面将要学习的单摆在空气中小角度的摆动都是简谐运动,它是机械振动中最基本、最简单的一种,而机械运动中最基本、最简单的一种是匀速直线运动,因此A正确,B错误.振动中位移是相对于平衡位置而言的,而它总是从平衡位置开始,总是背离平衡位置的,所以C错误.虽然位移方向总背离平衡位置,但速度具有“双向性”,当质点远离平衡位置运动时,速度与位移方向相同;
质点向平衡位置运动时,速度与位移方向相反,所以D错误.]
点评 简谐运动是机械振动中最基本、最简单的一种运动;
振动中位移是相对平衡位置而言的,总是从平衡位置指向振子所在位置,位移方向与速度方向有时相同,有时相反.
2.D [该题考查简谐运动的概念.物体的简谐运动并不一定只在水平方向发生,各个方向都有可能发生,A错.简谐运动是最简单的振动,B错.物体做简谐运动时的轨迹线并不是正弦曲线,C错.若物体振动的图象是正弦曲线,则其一定是做简谐运动,D对.]
点评 简谐运动的轨迹可能是直线,轨迹线与振动图象不一致.
3.D [该题考查简谐运动中位移和速度的变化规律.振子做简谐运动时,某时刻位移的方向与速度的方向可能相同,也可能相反,A、C不正确.当通过同一位置时,速度的方向不一定相同,D正确.经过平衡位置时,速度最大,B错.]
点评 位移和速度都是矢量,矢量相同必须是大小和方向都相同.
4.B [振子离开平衡位置的位移是以O点为起点,C点为终点,大小为OC,方向向右.]
点评 运动学中的位移与计时起点有关,是由初位置指向末位置的有向线段,而简谐运动中的振动位移的起点总是平衡位置.
5.BC [从图象可以看出,t=0时刻,振子在正的最大位移处,因此是从正的最大位移处开始计时画出的图象,D选项错误;
t1时刻以后振子的位移为负,因此t1时刻振子正通过平衡位置向下负方向运动,A选项错误;
t2时刻振子在负的最大位移处,因此可以说是振子的位移最大,B选项正确;
t3时刻以后,振子的位移为正,所以该时刻振子正通过平衡位置向上正方向运动,C选项正确.]
点评 质点做简谐运动的情况要和振动图象结合起来,利用简谐运动的图象来分析简谐运动的运动过程会更直观、方便.
6.见解析
解析 由图象上的信息,结合质点的振动过程可知
(1)质点离开平衡位置的最大距离就是x的最大值为10cm;
(2)在1.5s后质点位移减小,因此是向平衡位置运动,在2.5s后质点位移增大,因此是背离平衡位置运动;
(3)质点第2秒末在平衡位置,因此位移为零.质点在前4秒内完成一个周期性运动,其路程为10cm×
4=40cm.
点评 对于振动图象,不要错误地理解为振子的振动轨迹,振子位移的起始位置为平衡位置,应该与运动学中物体的位移区分开.
7.AD [依题意,再经
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